Концепции современного естествознания

В. Ф. Тулинов, К. В. Тулинов

КОНЦЕПЦИИ 
СОВРЕМЕННОГО 
ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ 

Учебник

3-е издание

Рекомендовано
Учебно-методическим центром 
«Профессиональный учебник»
в качестве учебника для студентов
высших учебных заведений

Москва
Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°»
2018

УДК 001
ББК 72
Т82

Тулинов В. Ф.
Концепции современного естествознания: Учебник / В. Ф. Тулинов, К. В. Тулинов. — 3-е изд. — М.: Издательскоторговая корпорация «Дашков и К°», 2018. — 
484 с.

ISBN 978-5-394-01999-9

Учебник подготовлен в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по дисциплине «Концепции современного естествознания».
Представлена широкая панорама естественно-научных 
концепций в их историческом развитии, имеющих важное мировоззренческое и методическое значение.
Освещены различные процессы и явления в живой и неживой природе, принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем.
Для студентов бакалавриата, преподавателей высших 
учебных заведений, а также всех интересующихся проблемами современного естествознания.
УДК 001
ББК 72

Т82

ISBN 978-5-394-01999-9
© Тулинов В. Ф., Тулинов К. В., 2009
© ООО «ИТК «Дашков и К°», 2009

Рецензенты:
В. П. Волков — доктор физико-математических наук, профессор;
Ю. К. Овчинников — доктор химических наук, профессор.

Лауреат конкурса Фонда развития отечественного образования 
на лучшую научную книгу среди преподавателей 
высших учебных заведений

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Глава I. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ И ГУМАНИТАРНАЯ 
КУЛЬТУРЫ. НАУЧНЫЙ МЕТОД  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.1. Естественно-научная и гуманитарная культуры . . . . . . . . . . . . 14
1.2. Научный метод. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.2.1. Уровни научного познания. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.2.2. Методология научного исследования  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Глава 2. ИСТОРИЯ, ПАНОРАМА И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ 
СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.1. История развития естествознания  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.1.1. Краткая история физики  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.1.2. Античный и средневековый период. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.1.3. Классическая физика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.1.4. Физика ХХ в.  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.1.5. Краткая история химии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.1.6. Краткая история биологии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
2.2. Панорама современного естествознания  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
2.2.1. Физика  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
2.2.2. Химия  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
2.2.3. Биология  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
2.3. Тенденции развития естествознания. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
2.3.1. Физика  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
2.3.2. Химия  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
2.3.3. Биология  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
2.3.4. Единство естественных наук  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

Глава 3. ФИЗИЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ ОПИСАНИЯ 
ПРИРОДЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
3.1. Корпускулярная и континуальная концепции 
описания природы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
3.2. Порядок и беспорядок в природе, хаос  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

3.3. Структурные уровни организации материи: микро-, 
макро- и мегамиры. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
3.3.1. Микромир   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
3.3.2. Ядерная физика  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
3.3.3. Элементарные частицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
3.3.4. Макромир . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
3.3.5. Мегамиры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
3.4. Пространство и время  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
3.4.1. Общие понятия о пространстве и времени. . . . . . . . . . . . 206
3.4.2. Греческая натурфилософия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
3.4.3. Пространство и время в классической физике . . . . . . . 209
3.4.4. Пространство, время в специальной теории 
относительности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
3.4.5. Пространство, время в общей теории 
относительности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
3.4.6. Пространство и время в физике микромира   . . . . . . . . . 212
3.5. Принципы относительности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
3.5.1. Принцип относительности в классической 
механике   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
3.5.2. Принцип относительности в специальной теории 
относительности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
3.5.3. Принципы относительности в общей теории 
относительности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
3.6. Принципы симметрии и законы сохранения . . . . . . . . . . . . . . . . 221
3.7. Взаимодействие, близкодействие, дальнодействие  . . . . . . . . 237
3.8. Состояние, принципы суперпозиции, неопределенности,
дополнительности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
3.8.1. Состояние . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
3.8.2. Принцип неопределенности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
3.8.3. Принцип дополнительности  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
3.8.4. Принцип суперпозиции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
3.9. Динамические и статистические закономерности 
в природе  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
3.10. Законы сохранения энергии в макроскопических 
процессах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
3.11. Закон возрастания энтропии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260

Глава 4. ХИМИЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ ОПИСАНИЯ 
ПРИРОДЫ   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270

4.1. Химические системы, энергетика химических процессов, 
реакционная способность веществ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
4.1.1. Энергетика химических процессов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
4.1.2. Реакционная способность веществ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
4.2. Химическое равновесие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276

Глава 5. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ ОПИСАНИЯ 
ПРИРОДЫ   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
5.1. Внутреннее строение и история геологического 
строения Земли  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
5.2. Современные концепции развития геосферных 
оболочек  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
5.3. Литосфера как биотическая основа жизни. . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
5.4. Экологические функции литосферы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
5.5. Ресурсная, геодинамическая, геофизико-геохимическая, 
географическая оболочки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302

Глава 6. БИОЛОГИЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ ОПИСАНИЯ 
ПРИРОДЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
6.1. Особенности биологического уровня организации 
материи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
6.1.1. Свойства живых систем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
6.1.2. Структура и функции биосферы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
6.1.3. Живые организмы (живое вещество)  . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
6.1.4. Биотический круговорот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
6.2. Принципы эволюции, воспроизводства и развития 
живых систем.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
6.2.1. Генетические теории . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
6.2.2. Условия, необходимые для возникновения жизни . . . 328
6.2.3. Организм и среда . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
6.2.4. Эволюция растительного мира  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
6.2.5. Эволюция животного мира   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
6.2.6. Эволюция биосферы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
6.3. Многообразие живых организмов — основа 
организации и устойчивости биосферы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
6.4. Генетика и эволюция  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
6.4.1. Генетика  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
6.4.2. Генетический код   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
6.4.3. Мутации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
6.4.4. Генная инженерия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
6.4.5. Эволюция  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368

Глава 7. ЧЕЛОВЕК: ПРОИСХОЖДЕНИЕ, ФИЗИОЛОГИЯ, 
ЗДОРОВЬЕ, БИОЭТИКА  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
7.1. Физиология, здоровье, эмоции, творчество, 
работоспособность  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
7.2. Биоэтика. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
7.3. Биосфера и космос . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408
7.4. Ноосфера  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
7.5. Экология и здоровье  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422

Глава 8. ПРОБЛЕМЫ САМООРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ 
И УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЭВОЛЮЦИОНИЗМ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
8.1. Необратимость времени . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
8.2. Самоорганизация в живой и неживой природе  . . . . . . . . . . . . . 452
8.2.1. Пространственные диссипативные структуры. . . . . . . 454
8.2.2. Временные диссипативные структуры  . . . . . . . . . . . . . . . 455
8.2.3. Химическая основа морфогенеза. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
8.2.4. Самоорганизация в живой природе  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
8.2.5. Самоорганизация в неравновесных системах  . . . . . . . . 460
8.3. Принципы универсального эволюционизма. . . . . . . . . . . . . . . . . 466
8.3.1. Микромир. Формирование элементного состава 
вещества материи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467
8.3.2. Микромир. Химическая эволюция 
на молекулярном уровне  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469
8.3.3. Макромир. Эволюция живой материи. . . . . . . . . . . . . . . . . 472
8.3.4. Самоорганизация и развитие неживой материи  . . . . . 473
8.3.5. Мегамиры. Идея развития Вселенной  . . . . . . . . . . . . . . . . 474
8.4. Концепции эволюционного естествознания  . . . . . . . . . . . . . . . . . 475

ЛИТЕРАТУРА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479

ПРЕДИСЛОВИЕ

Научно-технический прогресс предъявляет высокие требования к людям современной цивилизации, особенно к наиболее 
активной их части. 
Однако освоение всего богатства накопленных естественнонаучных знаний является очень сложной задачей, поскольку 
они необычайно расширились и углубились, особенно в последнее время. Человеческое общество вступило в век господства 
информатики, микроэлектроники и биотехнологии, атомной 
энергетики, которые в корне преобразовали промышленное и 
сельскохозяйственное производство. 
Очевидно, что подготовка современного специалиста в любой 
области знания, в том числе и специалиста-гуманитария с широким базовым образованием, уже немыслима без ознакомления с 
историей и современным состоянием естествознания.
Этому способствует введение в вузах в учебные планы подготовки специалистов экономических и других гуманитарных 
специальностей курса “Концепции современного естествознания”. Успешное овладение материалом этого курса предполагает 
решение по крайней мере трех задач:
1. Просветительской, которая включает выработку у студентов представлений о современном естествознании как о системе 
фундаментальных знаний о целостной природе, что отличает 
науку от псевдонауки.
2. Методологической, которая охватывает методологическую 
базу естествознания (методы познания и критерии оценки истинности этих знаний), имеющую общекультурное значение.
3. Мировоззренческой, которая существенно определяет 
содержание внутреннего духовного мира человека.
Почему особую важность приобретают в последнее время 
именно эти три направления в подготовке специалистов.

По первому вопросу. В последнее время в нашей стране в 
общественном сознании роль и значение естественно-научных 
знаний, как это ни кажется парадоксальным, непрерывно и заметно уменьшаются.
Это, с одной стороны, связано с существенным сокращением 
пропаганды естественно-научных знаний, а с другой стороны, 
появившейся возможностью широкой публикации литературы, 
развивающей интерес к мистицизму, паранауке, астрологии, 
магии, спиритизму, оккультизму и т. д. Постепенно, но достаточно определенно они вытесняют из общественного сознания 
естественно-научную картину мира, основанную на рациональных способах его объяснения.
Представители современной лженауки стараются использовать любые учения, вплоть до суеверий и мистики, лишь бы они 
оказали соответствующее воздействие на общество. Некоторые 
пытаются внедрить мысль, что статус научного миропонимания 
не выше любого мифа, и вступают за беспредельный плюрализм. 
Уход от науки к мифотворчеству и мистике стал модой отечественного околонаучного сознания.
В этих условиях приобретает значимость утверждение 
идеалов научно-рационального отношения к действительности, 
на которых построена наша цивилизация. Ведь неограниченный 
скептицизм является тормозом общественного, экономического 
и культурного развития.
Только люди, обладающие научным мировоззрением, могут 
противостоять “интеллектуальному анархизму”, цель которого 
состоит в том, чтобы уравнять науку с магией, мифом, религией 
и т. п. 
Подлинная наука, как и все рациональное знание, несовместима с той псевдонаучной бессмыслицей, которая сейчас 
непрерывно воздействует на сознание современного человека. 
Игнорирование научного миропонимания может повлечь за собой опасные последствия. 
Поэтому в курсе “Концепции современного естествознания” 
помимо исторической панорамы развития естественных наук 
сформулированы важнейшие концептуальные проблемы раз

личных основных наук: в физике это — проблема микро- (физика 
элементарных частиц) и мегамира (космология и космогония); 
в химии — химия высокомолекулярных соединений; в биологии — вопросы генетики, проблемы возникновения и эволюции 
жизни. Все это в конечном счете позволит получить развернутую 
современную естественно-научную картину мира. 
По второму вопросу. Другой, не менее важной стороной 
изучения курса “Концепции современного естествознания” 
является то, что естествознание выработало в процессе своей 
длительной эволюции такие способы, методы и приемы познания, 
т. е. такую методологическую базу для получения новых знаний 
и критериев оценки истинности этих знаний, которая не только 
может служить и служит эталоном для всякой науки, но и приобретает общекультурное значение. 
Ознакомление с методологией естественно-научного познания, принципами теоретического моделирования объекта в 
естествознании позволяет перенести методологический опыт 
естествознания также и в гуманитарные науки. Ныне рациональная естественно-научная методология познания активно проникает в социальную и гуманитарную сферу и даже оказывает 
заметное воздействие на психологию, философию, искусство. 
В качестве примера использования некоторых перспективных методологических приемов, которые уже сейчас позволили 
существенно продвинуть исследования по целому ряду важнейших направлений в общественных науках, можно отметить такие 
разработанные в недрах естествознания и составляющие основу 
его современной методологии, как синергетический взгляд на 
саморазвитие любых сложных систем, в том числе социальных, 
а также универсальный эволюционизм.
Другим примером является системный подход, который 
ориентирует исследования на целостный охват изучаемых процессов и явлений в их взаимосвязи с другими явлениями и тем 
самым предохраняет от однородности, неполноты и ограниченности получаемые результаты. Эволюционно-синергетический 
подход позволяет исследовать и объяснить процессы саморазвития многих сложных систем путем раскрытия некоторых 

внутренних механизмов их эволюции. Ныне самоорганизация 
рассматривается как свойство, присущее достаточно сложным 
объектам любой природы, изучаемое синергетикой — наукой, 
ставшей предметом особого внимания в конце ХХ в. Оказалось, 
что самоорганизация и эволюция механических (неживых), 
живых и социальных систем основаны на общих принципах и 
законах. Установлено, что теории самоорганизации неравновесных систем, теории бифуркации и катастроф настолько 
общи, что наряду с процессами в неживых системах позволяют 
анализировать и прогнозировать также процессы эволюции 
экономических, социальных и других систем. 
Такая методология позволяет наилучшим образом донести 
сущность эволюции Вселенной, непрерывность ее развития от 
неживого к живому и социальному. 
По третьему вопросу. Не менее важный аспект необходимости изучения естествознания гуманитариями — это аспект 
мировоззренческий. Научная картина мира всегда была важнейшей составной частью мировоззрения человека. Научное 
понимание природы существенно определяет и содержание его 
внутреннего, духовного мира. 
Сейчас человек все больше осознает свою тесную связь с 
природой, то, что он является ее частью. Развитие цивилизации 
в ХХ в. с очевидностью показало, что природа и человеческое 
общество представляют собой единый природно-общественный 
динамический организм, в котором обе его части глубоко взаимосвязаны и непосредственно влияют друг на друга. Действительно, успехи естествознания привели к революционным 
изменениям в информационной сфере, к созданию всемирных 
коммуникационных систем, что сейчас является мощнейшим 
средством воздействия на сознание человека.
В последние годы мы являемся свидетелями огромного влияния СМИ на формирование общественного мнения. В то же время 
успехи генной инженерии позволяют влиять на наследственность и, в принципе, внедряться в самую природу человека как 
биологического объекта. А последствия такого вмешательства 
сейчас даже невозможно себе представить.

Ясно только, что такие перспективы изменения природы 
человека безграничны. В частности, развитие таких направлений 
вновь порождает евгенику как науку и социальное движение, 
ставящее своей целью улучшение человеческой природы. Расширение возможности вмешательства в частную жизнь человека через развитие медицинских технологий ставит множество 
социально-правовых вопросов, касающихся права человека на 
распоряжение своим телом, права на тайну, на информацию о 
состоянии собственного здоровья и т. д., то есть тех вопросов, 
которые составляют содержание биоэтики. 
Имеется и обратное, все возрастающее влияние и воздействие хозяйственной деятельности человека (антропогенное воздействие) на природу. Во второй половине ХХ в. возникла новая 
социальная проблема нерегулируемого взаимодействия между 
человеком и природой вследствие антропогенного воздействия на 
биосферу, появились экологические и, как следствие, демографические проблемы, так как ухудшение окружающей природной 
среды заметно влияет на здоровье и наследственность.
Окружающая среда представляет собой весьма сложную 
природную структуру, эволюционирующую по своим законам. 
Испытывая антропогенное воздействие, она в свою очередь 
диктует условия выживания человека и цивилизации в целом, 
ограничивая темпы экономического развития и использования 
природных ресурсов. 
В то же время надо ясно осознавать, что экологический кризис, поставивший человечество на грань катастрофы, вызван не 
научно-техническим прогрессом, а напротив — недостаточным 
распространением в обществе научных и культурных знаний, 
породившим благодатную почву для принятия безответственных решений по эксплуатации природных ресурсов в ущерб 
окружающей среде. Необходимо еще раз подчеркнуть, что исключительно высокому уровню естественно-научных знаний и, 
как следствие, высокому современному уровню техники и технологий должны соответствовать новая, более высокая ступень 
развития человеческого общества в целом и его взаимодействие 
с природой. Возникает задача целостного, гармонического раз

вития духовных и материальных сил человека, а путь к ее решению — в единстве естественно-научных и гуманитарных знаний. 
При этом человек становится одним из мощных факторов дальнейшей эволюции природы, причем фактором, действующим 
сознательно, и это налагает на него высокую ответственность. 
В заключение следует отметить одно немаловажное обстоятельство. Создать учебник по курсу “Концепции современного 
естествознания” в соответствии с требованиями Государственного стандарта высшего профессионального образования РФ по 
содержанию каждой темы этой дисциплины — задача далеко 
не простая.
Дело в том, что естествознание — это система научных знаний о природе, включающая большой комплекс фундаментальных наук, — физику, химию, биологию, геологию, астрономию, 
космологию и т. д., и охватить все многочисленные и разноплановые вопросы современного естествознания, определенные 
Министерством образования и науки РФ, весьма сложно.
В связи с этим практически все имеющиеся учебники по 
концепции современного естествознания страдают определенной 
разносторонностью. Так, если авторами являются представители 
той или иной “точной науки”, то это обстоятельство проявляется 
в несбалансированности отдельных разделов курса в объеме и 
глубине излагаемого материала. Кроме того, эти учебники обычно 
перегружены многими специальными частными вопросами, не 
входящими в образовательный стандарт, что затрудняет целостное освоение предмета. Если же авторами являются философы, 
то в учебниках, напротив, в большей мере уделяется внимание 
наиболее общим, концептуальным, философским проблемам 
современного естествознания, таким как методологические проблемы познания, понятиям материи и энергии и т. д., и в меньшей 
степени рассматривается доказательная научная база основных 
концепций на конкретных примерах. В результате восприятие 
такого материала часто носит формальный, поверхностный 
характер. 
В предлагаемом учебнике, обобщающем многолетний опыт 
преподавания данного курса в вузах, сделана попытка изложить 

материал, в большей мере отвечающий требованиям Государственного стандарта высшего профессионального образования 
по дисциплине “Концепции современного естествознания”. 
В нем последовательно рассмотрены все вопросы, содержащиеся 
в Государственном стандарте, а с другой стороны, не включено 
ни каких-либо дополнительных вопросов, связанных с личными 
научными и профессиональными интересами. При этом особое 
внимание уделено тому, чтобы при рассмотрении всех вопросов 
выдерживались общие единые требования по раскрытию сущности и объему изложения каждого вопроса. 
При работе над учебником авторы обращали особое внимание также на то, чтобы он удовлетворял определенным методическим требованиям, на то, что он адресован главным образом 
студентам гуманитарных специальностей. Поэтому при рассмотрении даже достаточно сложных теоретических положений современного естествознания (особенно в физике) авторы 
старались излагать их четко, простым языком, без сложных 
математических вычислений и выкладок. 
Такой подход к изложению материала учебника нашел понимание и одобрение со стороны членов жюри конкурса “Лучшая 
научная книга-2005”, на котором было представлено 2-е издание 
учебника “Концепции современного естествознания”. 
Оргкомитет конкурса, проводимого “Фондом развития 
отечественного образования”, отметил этот учебник знаком 
лауреата в соответствующей номинации. 
Книга явилась также лауреатом конкурса на лучшую научную книгу 2008 года.
В последующие годы был получен ряд замечаний и предложений по улучшению содержания учебника. Авторы с благодарностью приняли их и учли при работе над настоящим изданием 
учебника. 

Глава I. ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ 
И ГУМАНИТАРНАЯ КУЛЬТУРЫ. 
НАУЧНЫЙ МЕТОД

1.1. Естественно-научная и гуманитарная культуры

Понятия “естественно-научная культура” и “гуманитарная 
культура” часто используются как в контексте изучения и исследования проблем естественных наук, так и при рассмотрении 
различных явлений и процессов в жизни человеческого общества, т. е. в гуманитарных вопроса и общественных науках.
Чтобы лучше усвоить их смысл, необходимо более подробно 
остановиться на двух важнейших исходных понятиях, а именно 
понятиях культуры и науки вообще и их взаимоотношении.
Под культурой в самом широком смысле принято понимать 
все то, что создано человечеством в ходе его исторического 
развития. То есть культура — это вся совокупность созданных 
человечеством материальных (материальная культура) и духовных ценностей (духовная культура), а также сама способность 
производить и использовать эти ценности человеком.
Очевидно, что человек может существовать только при соблюдении определенных условий бытия. Прежде всего у него 
должны быть пища, одежда, жилище, тепло и т. д. Все это составляет его материальные потребности. Свои потребности человек 
удовлетворяет посредством трудовой деятельности.
С развитием цивилизации материальные потребности непрерывно растут, и людям приходится прилагать все большие 
усилия для их обеспечения. 
Для обеспечения продуктами жизнедеятельности (питание, вода, предметы и т. д.), а также для обеспечения высокого